JPH1019082A - 液体封入式防振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 液体封入式防振装置において、噴流効果を十
分に発揮させることにより、特に低周波領域の振動に対
する減衰効果の向上を図る。 【解決手段】 横向きの内筒体と外筒体２とを弾性体３
により連結し、内筒体より上側に平衡室を、下側に受圧
室をそれぞれ形成する。両室を互いに連通する一対のオ
リフィス６，７を、それぞれ、内筒体の軸線を挟んで左
右の両側位置に、内筒体の軸線Ｘ方向に互いに離して形
成する。両室に液体を封入する一方、平衡室の上側に気
体を封入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、自動車の
エンジンマウントやサスペンションブッシュ等に用いら
れる円筒形の液体封入式防振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の液体封入式防振装置
として、内筒体と外筒体とを弾性体により連結するとと
もに、この弾性体の内部に、受圧室と平衡室とそれら両
室を連通するオリフィスとからなる減衰系を設け、上記
受圧室及び上記平衡室の内部に封入された液体が上記オ
リフィスを通じて流動する際の液柱共振等により振動を
減衰させるようにしたものが知られている（例えば、特
開昭６２−２２４７４６号公報参照）。このものでは、
入力される振動の周波数に対応して減衰系の損失係数 t
anδが最大値となるピーク周波数域において、オリフィ
スを通じての液柱共振が生じ、これにより、上記振動が
最も効果的に減衰されるようになっている。ここで、上
記ピーク周波数ｆz は、上記オリフィスの断面積と長さ
とを、それぞれ、ａ，Ｌとして、簡易的に、 ｆz ＝ α×√（ａ／Ｌ） （αは定数） と表される。一方、上記オリフィスを流動する流体マス
Ｍは、このオリフィス内を流動する液体の密度をρとし
て、 Ｍ ＝ ａ×Ｌ×ρ と表される。つまり、オリフィスの長さＬが長いほど、
オリフィスを流動する流体により大きなマス効果が得ら
れ、これにより、低周波領域の振動に対してより大きな
減衰効果が得られるようになっている。

【０００３】ところで、上記オリフィスにおいて発生す
る液柱共振により、このオリフィス内の液体は上記両液
室間を交互に激しく流動し、このオリフィスから上記平
衡室内に流入する際に、このオリフィスの上記平衡室に
臨む開口の向きに噴流となって進む。このような液体の
流れを図９に基づいて説明すると、オリフィス１００か
ら平衡室１１０内に流入する液体は、このオリフィス１
００の開口１０１から噴流１２０となって流入すること
になる。この際、上記オリフィス１００を流動する流体
マスＭは、上記液体Ｌの密度をρとして、 Ｍ ＝ ａ×（Ｌ＋Ｌ´）×ρ と表される。つまり、上記オリフィス１００の見掛けの
オリフィス長さが、上記噴流１２０の長さＬ´だけ長く
なったのと同様の効果（以下、噴流効果という）が得ら
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
液体封入式防振装置においては、受圧室と平衡室とをそ
れぞれ連通する一対のオリフィスが、外筒体の内周面に
沿う一の円周上において内筒体を挟んだ両側位置にそれ
ぞれ形成されており、それらのオリフィスの平衡室側の
開口が上記円周上で対向する構成になっている。このよ
うな構成の従来の液体封入式防振装置の平衡室内におけ
る噴流の流れについて、図１０に基づいて説明すると、
同図において、一対のオリフィス２００，２１０の平衡
室２２０側の一対の開口２０１，２１１が上記平衡室２
２０に臨んで外筒体の内周面（図示省略）に沿って対向
しているため、上記両開口部２０１，２１１からそれぞ
れ流入する噴流２０２，２１２は、上記平衡室２２０の
中央で互いに衝突してしまうことになる。このため、上
記噴流２０２又は２１２の長さは、長くても上記外筒体
の内周面上における上記両開口２０１，２１１の間隔ｄ
の半分にしかなり得ず、十分な噴流効果が得られない。
従って、オリフィスを流動する流体によるマス効果を十
分に増大させ得ないため、低周波領域の振動に対して十
分な減衰効果を得られないという不都合がある。

【０００５】また、上記従来の液体封入式防振装置にお
いて平衡室に空気を封入してエアダイヤフラムとして用
いる場合、平衡室に噴出した噴流が互いに衝突すると、
上記封入空気を巻き込むことによりこの空気が液体中に
混入し易くなる。そして、上記封入空気が液体の中に混
入すると、オリフィスを通過する液体中で気泡が発生す
るため、オリフィスにおける液体の所定の流動量を確保
することができず、このオリフィスにおいて所期の減衰
効果が得られないという不都合がある。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、オリフィスに
よる噴流効果を十分に発揮させることにより、特に低周
波領域の振動に対する減衰効果の向上を図ることにあ
る。併せて、平衡室に空気を封入した場合においても、
噴流同士の衝突による上記空気の巻き込みを防止するこ
とにより、常に、所期の減衰効果が得られるようにする
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、内筒体と、この内筒体の周
囲を囲む外筒体と、この外筒体と上記内筒体との間に介
装されて両者を連結する弾性体と、この弾性体内に画成
されてそれぞれ液体が封入された受圧室と平衡室と、上
記内筒体を挟んで両側位置にそれぞれ形成され、上記受
圧室と上記平衡室とを互いに連通する一対のオリフィス
とを備えた液体封入式防振装置を前提とする。このもの
において、上記一対のオリフィスを、上記液体が上記受
圧室から上記平衡室の側に流動した際に、上記平衡室側
の各開口からこの平衡室内に対し上記液体が互いに衝突
しない向きに流入するよう配設する構成とするものであ
る。

【０００８】上記の構成の場合、内筒体もしくは外筒体
に入力される振動によって一対のオリフィスの両方にお
いて発生する液柱共振により、それらのオリフィスの平
衡室側の開口から一対の噴流が上記平衡室内に流入す
る。そして、これらの噴流が上記一対の開口のそれぞれ
からそれぞれの開口の向きに伸びて互いに衝突すること
がないため、上記一対の噴流は互いに邪魔されることな
く十分に長く伸びることができる。これにより、上記オ
リフィスを流動する流体によるマス効果を十分に大きく
させることが可能になる。つまり、液体封入式防振装置
において見掛けのオリフィス長を長くして十分な噴流効
果を得ることが可能になり、これにより、低周波領域の
振動に対する減衰効果を十分に向上させることが可能に
なる。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、平衡室を受圧室よりも上側位置に配置し、
上記平衡室の一部に、この平衡室に封入された液体の液
面が一対のオリフィスの平衡室側の各開口よりも上方に
位置するよう、気体を封入する構成とするものである。

【００１０】上記の構成の場合、請求項１記載の発明に
よる作用に加えて、平衡室内で噴流が互いに衝突するこ
とがないため、噴流が上記平衡室に封入された気体を巻
き込むことがなく、これにより、上記気体の液体への混
入が防止される。このため、上記液体中での気泡発生が
防止され、オリフィスを通じての液体の流動量が確保さ
れる。しかも、上記平衡室内の液面位置が、上記一対の
オリフィスの開口よりも上側位置にあるため、上記各オ
リフィスを通じての液体の流動が確保される。これらに
より、上記一対のオリフィスにおいて常に所期の減衰効
果を得ることが可能になる。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１又は請求
項２記載の発明における一対のオリフィスの平衡室側の
各開口の向きを、この各開口から上記平衡室内に流入す
る液体の各流線がそれぞれ上記両開口を結んだ仮想線か
ら離れる向きに延びるよう設定する構成とするものであ
る。

【００１２】上記の構成の場合、請求項１又は請求項２
記載の発明における一対のオリフィスの平衡室側の各開
口の向きがそれぞれ特定される。すなわち、上記各開口
の向きが、これらの各開口から上記平衡室内に流入する
液体の各流線が上記両開口を結んだ仮想線から離れる向
きに延びるように設定されているため、上記各開口から
上記平衡室内に流入する噴流は、それぞれ、上記仮想線
から離れる向きに延びて行き、互いに衝突することがな
い。従って、上記各噴流同士の衝突が確実に防止され、
これにより、上記請求項１又は請求項２記載の発明によ
る作用を確実に得ることが可能になる。

【００１３】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発
明における各オリフィスを、内筒体の軸線方向に互いに
離れた各位置において互いに平行な面に沿って延び、か
つ、受圧室と平衡室との間を外筒体の内周面に沿って延
びるよう形成する構成とするものである。

【００１４】上記の構成の場合、請求項３記載の発明に
おける一対のオリフィスの配置が具体的に特定され、こ
れにより、これらのオリフィスの平衡室側の各開口の位
置及び向きが具体的に特定される。すなわち、これらの
オリフィスは、平衡室内に臨んで内筒体の軸線方向に離
れて互い違いに開口し、かつ、それらの向きが互いに平
行になるように設定される。このため、上記一対の開口
から上記平衡室内に流入する噴流は、それぞれ、外筒体
の内周面に沿って互いに平行に伸びてゆき、上記外筒体
の内周面に沿った上記開口同士の間隔と等しい長さまで
伸びることが可能である。従って、噴流同士が平衡室の
中央で互いに衝突してしまう従来の液体封入式防振装置
と比較して、噴流の長さを略２倍にさせることが可能に
なり、これにより、請求項３記載の発明による作用を確
実に得ることが可能になる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基いて説明する。

【００１６】図１〜図５は、本発明の実施形態に係る液
体封入式防振装置を自動車のエンジンマウントとして適
用した例を示し、図１において、１は軸線Ｘが略水平方
向となるよう配置されるとともに振動発生源であるエン
ジン（図示省略）に連結された内筒体、２はこの内筒体
１の周囲を囲むよう配置されるとともに振動受部である
車体側（図示省略）に連結された外筒体、３はこの外筒
体２と上記内筒体１との間に介装されて両者を互いに連
結する弾性体である。また、４はこの弾性体３内におい
て振動入力方向である鉛直方向（図１，図２及び図４に
おける上下方向；以下、単に上下方向という）の上側位
置に画成された平衡室、５は上記弾性体３の下側位置に
画成された受圧室、６，７（図２参照）は上記内筒体１
の軸線Ｘを挟んで上下方向に直交する方向（図１，図３
及び図５における左右方向；以下単に左右方向という）
の両側位置にそれぞれ形成され、上記平衡室４及び上記
受圧室５を互いに連通する一対のオリフィスである。な
お、上記平衡室４及び上記受圧室５には、気体８と液体
９とが封入されており、上記内筒体１が上記エンジンの
自重を受ける１Ｇ負荷状態で、上記液体９の液面９ａが
上記一対のオリフィス６，７の上記平衡室側の両開口６
ａ，７ａ（図２参照）よりも上方に位置するようになっ
ている上記弾性体３は、図４及び図５にも示すように、
外周側位置に窓付きの補強筒１０を備えており、この補
強筒１０を外周側位置に埋め込んだ状態でこの補強筒１
０及び上記内筒体１と一体にゴムの加硫成形により形成
されている。そして、上記弾性体３は、上記補強筒１０
の外周面に加硫接着されたゴム層３１を介して上記外筒
体２内に圧入されてこの外筒体２と一体的に連結されて
いる。上記補強筒１０の上下方向両側には、それぞれ、
窓部１０ａ，１０ｂが形成されており、上記弾性体３に
おいて上記各窓部１０ａ，１０ｂに対応する位置には、
それぞれ、凹部３ａ，３ｂ（図２参照）が形成されてい
る。そして、これらの凹部３ａ，３ｂのうち、上側に配
置された凹部３ａと上記外筒体２の内周面２ａとに画成
されて上記平衡室４が形成されており、同様に、下側に
配置された上記凹部３ｂと上記外筒体２の内周面２ａと
により上記受圧室５が形成されている。また、上記弾性
体３は、上記凹部３ａ及び３ｂ内においてそれぞれ上下
方向に突出するよう形成されたストッパ部３ｃ，３ｄを
備えており、これらのストッパ部３ｃ，３ｄは、それぞ
れ、上記外筒体２の内周面２ａに当接することにより、
弾性体３の上下方向への変形を制限するようになってい
る。

【００１７】上記一対のオリフィス６，７は、それぞ
れ、上記内筒体１を挟んで左右両側位置に軸線Ｘ方向に
平行に互いに離れて配置されており、ゴム層３１が平衡
室４から受圧室５まで切り欠かれた凹溝部と外筒体２の
内周面２ａとにより円弧状に画成されている。すなわ
ち、上記オリフィス６は、図２及び図３に示すように、
弾性体３内の上記軸線Ｘ方向の後側（図２における右
側、図３における上側）寄りに配置されており、上記オ
リフィス７は、上記弾性体３内の上記軸線Ｘ方向の前側
（図２における左側、図３における下側）寄りに配置さ
れている。そして、上記一対のオリフィス６，７は、図
３に示すように、平衡室４内に臨んで上記軸線Ｘ方向の
後側寄りと前側寄りとに互い違いに開口しており、これ
らの開口６ａ，７ａの開口方向は、どちらも上記軸線Ｘ
に直交する方向に設定されている。

【００１８】なお、図２及び図３中、１５，１５，…は
弾性体３の前後端側の外周面に一体形成されたシールリ
ップである。

【００１９】つぎに、上記実施形態に係る液体封入式防
振装置を適用したエンジンマウントの作用・効果を説明
する。

【００２０】エンジンが発生する振動が内筒体１に伝達
されると、この内筒体１が外筒体２に対して上下方向に
相対的に変位することにより、平衡室４の容積と受圧室
５の容積とが交互に拡大又は縮少することになる。これ
により、液体９は一対のオリフィス６及び７を通じて強
制的に流動させられ、この流動に伴って上記一対のオリ
フィス６及び７において発生する液柱共振等により上記
振動が減衰される。この際、上記平衡室４内に封入され
ている気体８が圧縮又は膨脹されることにより、上記液
体９の上記平衡室４と上記受圧室５の間での移動に伴う
体積変動が吸収されるため、上記液体９の上記一対のオ
リフィス６及び７を介しての流動量が確保される。

【００２１】上記一対のオリフィス６及び７において発
生する液柱共振により、液体９は、上記一対の開口６ａ
及び７ａのそれぞれから平衡室４内に噴流となって流入
するが、この際、図６に示すように、それらの噴流６
１，７１は、上記の互い違いに配置された開口６ａ，７
ａからそれぞれ噴出して外筒体２の内周面２ａに沿って
互いに平行に伸びて行くため、互いに衝突することがな
い。このため、上記一対の噴流６１及び７１は、互いに
邪魔されることなく、上記外筒体２の内周面２ａに沿っ
て上記両開口６ａ及び７ａの間隔と等しい長さまで伸び
ることができる。従って、噴流同士が平衡室の中央で互
いに衝突してしまう従来の液体封入式防振装置と比較し
て、上記噴流６１及び７１の長さを略２倍にさせること
ができるため、見掛けのオリフィス長の増大により上記
一対のオリフィス６及び７を通して流動する液体９のマ
ス効果を十分に大きくさせることができ、これにより、
低周波領域の振動に対する減衰効果の向上を十分に図る
ことができる。また、上記一対の噴流６１及び７１が互
いに衝突することがないため、これらの噴流６１又は７
１が上記平衡室４内に封入された気体８を巻き込むこと
がなく、上記気体８が液体９中に混入することがない。
このため、上記液体９中に混入した気体８が気泡となる
ことがなく、上記一対のオリフィス６，７を通じて流動
する液体９の流動量が減少されることがない。これによ
り、上記一対のオリフィス６，７において常に所期の減
衰効果を得ることができる。

【００２２】図７は、本実施形態に係る液体封入式防振
装置を用いて、入力される振動の周波数ｆに対する損失
係数 tanδの値の変化を測定したものである。同図に実
線Ａで示すように、従来の液体封入式防振装置（同図に
破線Ｂで示す）と比較して、低周波領域において、損失
係数 tanδの値が増大している。つまり、本実施形態に
係る液体封入式防振装置では、従来の液体封入式防振装
置と比較して低周波領域の振動に対する減衰効果が向上
している。

【００２３】＜他の実施形態＞なお、本発明は、上記実
施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形
態を包含するものである。すなわち、上記実施形態で
は、一対のオリフィス６及び７を外筒体２の内周面に沿
って円弧状に形成しているが、これに限らず、例えば、
弾性体３の内筒体１寄りの位置に形成してもよい。ま
た、上記実施形態では、一対のオリフィス６及び７を軸
線Ｘ方向に互いに平行に離して形成しているが、これに
限らず、例えば、図８に示すように、一対のオリフィス
３０１及び３０２について、それら各開口の向きを、平
衡室３００に対して開口３０３から流入する噴流３０４
の流線３０５と、上記平衡室３００に対して開口３０６
から流入する噴流３０７の流線３０８とが、それぞれ、
上記両開口３０３及び３０６同士を結んだ仮想線３０９
から離れるように設定すればよい。

【００２４】上記実施形態では、液体封入式防振装置と
して平衡室４内に気体８を封入したものを用いている
が、これに限らず、平衡室４及び受圧室５に液体９のみ
を封入したものを用いてもよい。この場合、平衡室の一
部を薄肉の可撓性ダイヤフラムにより画成することによ
り、上記平衡室を拡縮可能に形成すればよい。

【００２５】上記実施形態では、内筒体１をその軸線Ｘ
が略水平方向を向くよう配置しているが、これに限ら
ず、平衡室４が受圧室５よりも上側位置に配置されてい
ればよい。

【００２６】上記実施形態では、液体封入式防振装置を
自動車のエンジンマウントに適用した例を示している
が、これに限らず、例えば自動車のサスペンションブッ
シュ等種々の適用が可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明における液体封入式防振装置によれば、一対のオリフ
ィスのそれぞれから平衡室内に流入する一対の噴流が、
互いに衝突することなく十分に長く伸びることができる
ため、上記一対のオリフィスを流動する液体のマス効果
を十分に増大させることができ、これにより、低周波領
域の振動に対して十分な減衰効果を得ることができる。

【００２８】請求項２記載の発明によれば、上記請求項
１記載の発明による効果に加えて、平衡室内の気体が噴
流に巻き込まれて液体中に混入することを防止すること
により、上記液体中での気泡の発生を防止することがで
き、オリフィスを通じての液体の流動量を確保すること
ができる。これにより、上記オリフィスにおいて常に所
期の減衰効果を得ることができる。

【００２９】請求項３記載の発明によれば、上記請求項
１又は請求項２記載の発明における一対のオリフィスの
平衡室側の各開口の向きが特定され、上記一対のオリフ
ィスから噴出される噴流同士の衝突が確実に防止され
る。これにより、上記請求項１又は請求項２記載の発明
による作用を確実に得ることができる。

【００３０】請求項４記載の発明によれば、上記請求項
３記載の発明における一対のオリフィスの配置が具体的
に特定され、これにより、これらのオリフィスの平衡室
側の各開口の位置及び向きがが具体的に特定される。こ
れにより、請求項３記載の発明による作用を確実に得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す横断面図である。

【図２】本発明の実施形態に係る弾性体の右側面図であ
る。

【図３】図２の弾性体の上面図である。

【図４】図１のＡ−Ａ線における断面図である。

【図５】図１のＢ−Ｂ線における断面図である。

【図６】平衡室を中心として一対のオリフィスを周方向
に展開した図である。

【図７】入力される振動の周波数とこの周波数に対する
損失係数との関係を表す図である。

【図８】本発明の他の実施形態に係る図６相当図であ
る。

【図９】オリフィスから流入する噴流を示す概念図であ
る。

【図１０】従来の液体封入式防振装置に係る図６相当図
である。

【符号の説明】

１ 内筒体 ２ 外筒体 ２ａ 外筒体の内周面 ３ 弾性体 ４，３００ 平衡室 ５ 受圧室 ６，７，３０１，３０２ オリフィス ６ａ，７ａ，３０３，３０６ 開口 ８ 気体 ９ 液体 ３０５，３０８ 流線 ３０９ 仮想線 Ｘ 軸線

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内筒体と、 上記内筒体の周囲を囲む外筒体と、 上記内筒体と上記外筒体との間に介装されて両者を連結
   する弾性体と、 上記弾性体内に画成され、それぞれ液体が封入された受
   圧室と平衡室と、 上記内筒体を挟んで両側位置にそれぞれ形成され、上記
   受圧室と上記平衡室とを互いに連通する一対のオリフィ
   スとを備えた液体封入式防振装置において、 上記一対のオリフィスは、上記液体が上記受圧室から上
   記平衡室の側に流動した際に、上記平衡室側の各開口か
   らこの平衡室内に対し上記液体が互いに衝突しない向き
   に流入するよう配設されていることを特徴とする液体封
   入式防振装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 平衡室は受圧室よりも上側位置に配置されており、 上記平衡室の一部には、この平衡室に封入された液体の
   液面が一対のオリフィスの平衡室側の各開口よりも上方
   に位置するよう気体が封入されていることを特徴とする
   液体封入式防振装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２において、 一対のオリフィスの平衡室側の各開口の向きは、この各
   開口から上記平衡室内に流入する液体の各流線がそれぞ
   れ上記両開口を結んだ仮想線から離れる向きに延びるよ
   う設定されていることを特徴とする液体封入式防振装
   置。
4. 【請求項４】 請求項３において、 各オリフィスは、内筒体の軸線方向に互いに離れた各位
   置において互いに平行な面に沿って延び、かつ、受圧室
   と平衡室との間を外筒体の内周面に沿って延びるよう形
   成されていることを特徴とする液体封入式防振装置。